人機(jī)工程學(xué)在戶外家具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

鄭 偉

(浙江農(nóng)林大學(xué)，浙江臨安311300)

人機(jī)工程學(xué)是跨越不同學(xué)科研究范圍包括人體科學(xué)、技術(shù)科學(xué)、環(huán)境科學(xué)等綜合交叉性的一門新學(xué)科。是以人體的生理、心理特點(diǎn)為依據(jù)，研究人－機(jī)－環(huán)境之間相互關(guān)系，即以人的生理心理特性來完善和合理化人—機(jī)—環(huán)境系統(tǒng)的科學(xué)。戶外家具做為戶外環(huán)境中與人關(guān)系密切的設(shè)計(jì)產(chǎn)品。使其設(shè)計(jì)的優(yōu)劣與人有直接關(guān)系。但是長期以來，設(shè)計(jì)師對戶外家具中人機(jī)工程學(xué)應(yīng)用考慮較少。所以，探索如何協(xié)調(diào)人、戶外家具和環(huán)境之間關(guān)系，達(dá)到人機(jī)環(huán)境整體功能最優(yōu)化。是確保安全、舒適、便捷使用戶外家具的有力保障。

人機(jī)工程學(xué)在戶外家具中主要以人的生理、心理、行為、感知等因素為依據(jù)，研究使用者、戶外家具和環(huán)境三者的相互關(guān)系，為創(chuàng)造宜人、舒適、安全的戶外家具提供理論支持和應(yīng)用方法。從人機(jī)工程學(xué)角度出發(fā)，在戶外家具設(shè)計(jì)中主要包括以下內(nèi)容:

1 為戶外家具尺度設(shè)計(jì)提供參數(shù)

戶外家具設(shè)計(jì)中由于對人體尺度考慮不足，導(dǎo)致使用不舒適的現(xiàn)象非常普遍。其主要原因，是尺度設(shè)計(jì)時(shí)對人體測量數(shù)據(jù)考慮不足，所以關(guān)注人體生理因素遵循科學(xué)應(yīng)用原則，設(shè)計(jì)出尺度合理的戶外家具。是人機(jī)工程學(xué)在戶外家具的應(yīng)用基礎(chǔ)。戶外家具尺度主要分:構(gòu)造尺度、功能尺度、空間尺度。

1.1 構(gòu)造尺度

構(gòu)造尺度是指因自身造型特點(diǎn)而形成的尺度。在進(jìn)行戶外家具構(gòu)造尺度設(shè)計(jì)時(shí)，首先要了解人體測量數(shù)據(jù)，人體測量數(shù)據(jù)是人機(jī)工程學(xué)在戶外家具尺寸設(shè)計(jì)的應(yīng)用基礎(chǔ)。對人機(jī)工程學(xué)中人體測量數(shù)據(jù)進(jìn)行研究，主要應(yīng)用GB10000－1988《中國成年人人體尺寸》國家標(biāo)準(zhǔn)，分析研究與戶外家具尺度設(shè)計(jì)中常用的人體測量項(xiàng)目，然后根據(jù)戶外家具種類確定相關(guān)人體測量部位。在人體尺度數(shù)據(jù)選擇上由于所選用國家標(biāo)準(zhǔn)測量年代較早，數(shù)據(jù)來源范圍廣等客觀因素影響，在具體應(yīng)用時(shí)要考慮到尺寸選用中性別、人體部位、地區(qū)種族、年代等差異，選擇相應(yīng)的人體尺度進(jìn)行設(shè)計(jì)。

如何選取合適的人體數(shù)據(jù)。這就涉及到百分位數(shù)據(jù)的選擇，百分位數(shù)據(jù)選擇時(shí)主要參照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 12985－91《在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中應(yīng)用人體尺寸百分位數(shù)的通則》。遵循滿足大多數(shù)人使用的最大滿足度原則。在具體應(yīng)用時(shí)使用由人體總高度、長度進(jìn)行尺度設(shè)計(jì)應(yīng)選用高百分位數(shù)據(jù)第90、99百分位數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，例如電話亭的高度，這樣大尺度的人適用那么小尺度的人也適用。在選擇人體部分尺度進(jìn)行戶外家具設(shè)計(jì)時(shí)，在百分?jǐn)?shù)據(jù)選擇要選擇小百分位數(shù)據(jù)第1百分位、第10百分位數(shù)據(jù)，這樣小百分位數(shù)據(jù)人適用那么大百分位數(shù)據(jù)人也更加應(yīng)用。由于設(shè)計(jì)中客觀因素影響，選擇相應(yīng)百分位數(shù)據(jù)以后要添加生理修正值，即有人體尺度的生理差異所添加的修正，例如標(biāo)準(zhǔn)中人體尺度是赤腳測量的所以要適當(dāng)?shù)奶砑有叨群鸵路穸取?/p>

1.2 功能尺度

功能尺度是因戶外家具功能需要而設(shè)定的尺度。即人在使用戶外家具活動(dòng)中所需的尺度。同時(shí)包括使用戶外家具作業(yè)域的活動(dòng)范圍。在人體數(shù)據(jù)來源上根據(jù)產(chǎn)品功能，戶外家具設(shè)計(jì)中的功能尺度確定主要參考GB10000－1988國家標(biāo)準(zhǔn)、GB/T 13547—92《工作空間人體尺寸》國家標(biāo)準(zhǔn)，具體尺度確立方法是在參考構(gòu)造尺度確立方法與原則的基礎(chǔ)上，并適當(dāng)添加由產(chǎn)品功能引起的功能修正值。

1.3 空間尺度

空間尺度是指因人使用戶外家具需求而設(shè)定戶外家具空間尺度。其尺度的確立是在功能尺度基礎(chǔ)上，根據(jù)戶外家具使用過程中的空間范圍需求，運(yùn)用環(huán)境心理行為學(xué)理論作為設(shè)計(jì)依據(jù)，科學(xué)合理確立戶外家具空間尺度，并根據(jù)具體情況適當(dāng)?shù)奶砑迎h(huán)境修正值。環(huán)境修正值跟環(huán)境整體空間的場所性質(zhì)有直接關(guān)系，例如城市步行街和城市廣場的休閑座椅尺度確定，就因場所性質(zhì)不同修正值的添加上會有所差異。城市步行街因客流量大場所擁擠，所以在環(huán)境尺度的添加上為負(fù)值。而城市廣場因空間環(huán)境寬闊，其空間尺度的修正添加為正值。

2 為戶外家具功能設(shè)計(jì)提供依據(jù)

人們在使用戶外家具時(shí)除對尺度合理性有嚴(yán)格要求外。戶外家具自身功能、材料、色彩等因素都對人體舒適度產(chǎn)生相應(yīng)的生理和心理影響。

根據(jù)色彩學(xué)家研究可以看出，能夠滿足視覺的生理和心理需求的戶外家具色彩搭配才能更好的與整體景觀融合。戶外家具設(shè)計(jì)中色彩的運(yùn)用主要是通過色彩對人的視覺感覺器官產(chǎn)生的生理感知、心理感知、聯(lián)想與象征的作用。色彩的生理感知影響主要從視覺的混色、閾值、殘像生理特點(diǎn)出發(fā)來考慮具體色彩應(yīng)用。色彩的心理感知影響主要通過色彩的溫度、距離、運(yùn)動(dòng)、面積、輕重、軟硬的感覺對使用者的心理產(chǎn)生影響。例如明度高的色彩會給使用者產(chǎn)生增大面積的視覺錯(cuò)覺，反之明度低的色彩會有縮小面積的視覺錯(cuò)覺。在戶外家具設(shè)計(jì)時(shí)要合理運(yùn)用色彩基本理論，根據(jù)使用者色彩需求選擇相應(yīng)色彩創(chuàng)造出色彩和諧戶外家具。

戶外家具的材料主要選用石材、木材、金屬、瓷磚、玻璃、塑料等。材料選取是否得當(dāng)也是人機(jī)理論運(yùn)用科學(xué)合理的重要體現(xiàn)。在選用材料時(shí)不僅要關(guān)注材料對使用者是否環(huán)保無害，還要關(guān)注使用者對戶外家具材質(zhì)的心理需求。材料的質(zhì)感舒適度與人體觸覺的心理舒適度有直接關(guān)系。例如在進(jìn)行戶外座椅設(shè)計(jì)時(shí)坐面的材質(zhì)選擇一般以木質(zhì)為主，如果選擇鐵質(zhì)會給人冰硬的感覺。戶外家具材料與環(huán)境材質(zhì)之間能不能取得和諧關(guān)系，是否關(guān)注當(dāng)?shù)氐牡乩砦恢?、氣候特征也是材質(zhì)選取參考條件之一。例如常年多雨地區(qū)在環(huán)境座椅設(shè)計(jì)時(shí)要盡量少選用木材等易腐爛的材質(zhì)。

戶外家具功能的合理性、材料的科學(xué)環(huán)保性、色彩的協(xié)調(diào)性構(gòu)成人機(jī)工程學(xué)在戶外家具自身設(shè)計(jì)中的有機(jī)整體。

3 為戶外家具環(huán)境設(shè)計(jì)提供準(zhǔn)則

戶外家具環(huán)境中的環(huán)境既指戶外家具所處環(huán)境，也指戶外家具與環(huán)境之間的關(guān)系。戶外家具環(huán)境主要包括:視覺環(huán)境、心理行為環(huán)境。

3.1 視覺環(huán)境

人們大約80%～90%的外界信息都是通過視覺器官獲取的，因此，視覺環(huán)境是戶外家具環(huán)境體系中最重要的環(huán)境之一。人們在外界環(huán)境中通常與目標(biāo)物之間的距離(3.8 m～5.6 m)之間觀察比較適宜，距離小于(3.8 m)時(shí)則會目眩，超過(7.8 m)時(shí)看不清細(xì)節(jié)。以上視覺距離可為觀賞性戶外家具的環(huán)境尺度確定提供參考。人體頭部轉(zhuǎn)動(dòng)角度對視覺也有一定的制約作用，在全方位觀察物體時(shí)，頭部的左右轉(zhuǎn)動(dòng)不宜超過45°上下運(yùn)動(dòng)不宜超過30°，當(dāng)人體運(yùn)動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)移視線時(shí)約97%時(shí)間內(nèi)的視覺信息是不真實(shí)的，所以在設(shè)計(jì)導(dǎo)向宣傳功用的戶外家具環(huán)境中應(yīng)考慮預(yù)留駐足觀察的空間場地。

戶外家具光環(huán)境設(shè)計(jì)與視覺有直接的關(guān)系，人性化照明戶外家具設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮到人的生理、心理、行為與光照之間的關(guān)系。戶外家具光環(huán)境中光源主要包括:自然光、人工光。而照明戶外家具設(shè)計(jì)時(shí)主要考慮人工光源照度的合理選用。從人體光暗周期、眩光、明適應(yīng)、暗適應(yīng)等視覺生理特點(diǎn)考慮，避免強(qiáng)烈刺激性光照和光污染，大力提倡舒緩型光照。以應(yīng)對現(xiàn)代都市環(huán)境生活中，復(fù)雜多樣性的生活需求，有效緩解都市疲勞綜合癥。在戶外家具光環(huán)境設(shè)計(jì)時(shí)也要考慮到人對照明戶外家具的心理行為需求，主要包括擁擠感、安全感、私密感、領(lǐng)域性、趨光心理、心理先印性等心理特性。例如設(shè)計(jì)適合情侶休憩戶外家具要充分考慮使用者對環(huán)境私密感的場所需求?？梢酝ㄟ^減弱照度以獲得陰影效果，來達(dá)到情侶使用者對使用環(huán)境的需求。還可根據(jù)人的趨光性可以在一些提供公共服務(wù)戶外家具附近增設(shè)照明燈具或提高照度，目的是充分利用人的趨光心理產(chǎn)生召集和聚集人群的作用。

3.2 行為心理環(huán)境

在戶外家具環(huán)境設(shè)計(jì)時(shí)，還要充分考慮到人的環(huán)境行為心理特點(diǎn)與戶外家具之間的關(guān)系。探究人在環(huán)境中的行為心理特點(diǎn)與使用空間行為模式，其中重點(diǎn)從個(gè)人空間、領(lǐng)域性、人際距離、擁擠感、私密性行為特點(diǎn)展開研究，個(gè)人空間主要起到自我保護(hù)作用，以此來回避緩沖來自外界空間的危險(xiǎn)。使用者個(gè)人空間距離大小受年齡、性別、文化、相似性等客觀因素影響。研究資料表明:使用者年齡越小個(gè)人空間距離越小，有著相同文化、興趣的使用者之間個(gè)人空間距離較小。個(gè)人空間的大小主要分為密切距離(0～0.45 m)、個(gè)人距離(0.45～1.20 m)、社會距離(1.20～3.60 m)、公共距離(3.6～7.6 m)。在環(huán)境座椅設(shè)計(jì)時(shí)，座椅擺放空間設(shè)計(jì)就需要考慮到使用者個(gè)人空間距離，在戶外家具使用空間設(shè)計(jì)時(shí)可以根據(jù)戶外家具的形式與性質(zhì)參考具體尺度進(jìn)行設(shè)計(jì)。此外使用者的行為習(xí)慣對戶外家具環(huán)境設(shè)計(jì)也有一定的影響作用。習(xí)慣是人們?nèi)粘Ｋ憩F(xiàn)出的行為共性。據(jù)研究表明人們在外界空間環(huán)境中有單側(cè)通行、捷徑與繞遠(yuǎn)、追隨本能、躲避、依靠性等基本行為習(xí)慣。還有誤用、亂涂亂畫、發(fā)泄性等破壞性行為習(xí)慣。戶外家具環(huán)境設(shè)計(jì)在了解基本的行為習(xí)慣的同時(shí)，一定要回避這些破壞性行為習(xí)慣，只有這樣才能創(chuàng)造出與環(huán)境和諧共處的戶外家具。

4 為戶外家具無障礙設(shè)計(jì)提供參考

無障礙戶外家具主要是指無障礙、無危險(xiǎn)，任何人都可以簡單便捷使用的戶外家具。在20世紀(jì)30年代初，西方國家一些國家就設(shè)計(jì)出無障礙的戶外家具。而我國的無障礙戶外家具建設(shè)主要參考JGJ/50－2001《城市道路和建筑無障礙設(shè)計(jì)規(guī)范》，該規(guī)范對坡道、盲道、門的凈空寬度、盲人過街音響等殘疾人經(jīng)常使用的戶外家具都做出設(shè)計(jì)規(guī)定。在戶外家具無障礙設(shè)計(jì)時(shí)不僅僅是要考慮殘疾人與健全人之間的差異，老年人、兒童人等存在使用戶外家具障礙的人群都應(yīng)該考慮在內(nèi)。無障礙戶外家具設(shè)計(jì)主要包括輪椅坡道、盲道、低位電話亭、低位柜臺、盲人過街音響、無障礙公廁等方便有障礙人群使用的戶外家具。無障礙戶外家具設(shè)計(jì)的合理性是社會高度文明發(fā)展的重要體現(xiàn)，所以在設(shè)計(jì)戶外家具時(shí)要全面考慮使用者的特殊需求，只有這樣才能設(shè)計(jì)出無障礙通用的戶外家具。

5 結(jié)論

在戶外家具設(shè)計(jì)中“以人為本”的設(shè)計(jì)理念被越來越多的人所認(rèn)可。因此，運(yùn)用人機(jī)工程學(xué)理論從人的生理尺度、心理行為習(xí)慣出發(fā)合理確立尺寸造型，為人、戶外家具、環(huán)境三者之間關(guān)系協(xié)調(diào)發(fā)展創(chuàng)造出人性化的戶外家具，是現(xiàn)代社會環(huán)境中人文關(guān)懷的重要體現(xiàn)。

［1］趙江紅.人機(jī)工程學(xué)［M］.北京:高等教育出版社.2006

［2］GB/T 10000－1988中國成年人人體尺寸［S］

［3］GB/T 13547－92工作空間人體尺寸［S］

［4］GB/T 12985－1991在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中應(yīng)用人體尺寸百分位數(shù)的通則［S］

［5］JGJ/50－2001城市道路和建筑無障礙設(shè)計(jì)規(guī)范［S］

［6］鄭偉.基于人體尺寸的戶外座椅設(shè)計(jì)［J］.四川建筑.2011，31(2):40－42

［7］鄭偉.人體尺寸在環(huán)境設(shè)施設(shè)計(jì)中應(yīng)用初探［J］.山西建筑.2011，37(8):25 －26